WEBVTT

00:00:00.370 --> 00:00:04.570
Myslím, že jsme nyní připraveni 
se dozvědět něco o temnostní fázi.

00:00:04.570 --> 00:00:08.340
Jen pro připomenutí, kde se právě 
v tomto fotosyntetickém schématu

00:00:08.340 --> 00:00:12.750
nacházíme - fotony vstoupily 
a excitovaly elektrony

00:00:12.750 --> 00:00:17.480
v chlorofylu během reakcí světlé fáze
a elektrony pak snižovaly svou energii.

00:00:17.500 --> 00:00:20.250
Viděli jsme to zde v předešlém videu.

00:00:20.250 --> 00:00:26.130
Stále snižovaly svou energii, to vše
se dělo v membráně tylakoidu zde.

00:00:26.140 --> 00:00:28.470
Můžete si to představit, 
udělám to jinou barvou.

00:00:28.470 --> 00:00:29.980
Můžete si to představit zde.

00:00:29.980 --> 00:00:33.369
S tím, jak jim ubývalo energie,
staly se dvě věci.

00:00:33.369 --> 00:00:38.650
Uvolněná energie byla schopna 
vypumpovat vodíky skrze membránu.

00:00:38.650 --> 00:00:44.360
A když zde byla vysoká koncentrace vodíku,
tak prostupovaly nazpět přes ATP syntázu,

00:00:44.380 --> 00:00:47.350
poháněly onen motor, aby vytvořily ATP.

00:00:47.350 --> 00:00:51.860
Konečný příjemce elektronů či vodíků,
záleží, jak se na to chcete dívat,

00:00:51.860 --> 00:00:55.540
tedy celý atom vodíku, byl NADP+.

00:00:55.540 --> 00:01:03.555
Dva vedlejší produkty, které použijeme
ve fotosyntéze ze světelného cyklu,

00:01:03.555 --> 00:01:13.270
myslím tím tedy ze světelných reakcí,
byly - napsal jsem to zde - ATP a NADPH.

00:01:13.290 --> 00:01:16.040
Další vedlejší produkt byl elektron 
potřebný na výměnu

00:01:16.040 --> 00:01:17.950
prvního excitovaného elektronu.

00:01:17.950 --> 00:01:19.730
Tak si ho vezmeme z vody.

00:01:19.730 --> 00:01:22.740
Tudíž vyprodukujeme kyslík,
což je velmi cenný

00:01:22.740 --> 00:01:24.420
vedlejší produkt z této reakce.

00:01:24.420 --> 00:01:31.690
Máme tedy ATP a NADPH, jsme připraveni
pokračovat k temnostním reakcím.

00:01:31.690 --> 00:01:35.150
Chci znovu zdůraznit, že i přesto, 
že se to nazývá temnostními reakcemi,

00:01:35.150 --> 00:01:38.000
neznamená to, že probíhají v noci,
ve skutečnosti probíhají

00:01:38.000 --> 00:01:40.510
ve stejnou dobu jako světelné reakce.

00:01:40.510 --> 00:01:42.840
Probíhají, když Slunce zajde.

00:01:42.840 --> 00:01:45.630
Důvodem, proč jsou tyto reakce 
nazývány temnostní, je ten,

00:01:45.630 --> 00:01:46.860
že nezávisí na světle.

00:01:46.860 --> 00:01:53.910
Nevyžadují fotony, vyžadují pouze ATP,
NADPH a oxid uhličitý.

00:01:53.920 --> 00:01:56.560
Pojďme o něco hlouběji pochopit, 
oč přesně v nich jde.

00:01:56.560 --> 00:02:01.290
Sjedu trochu dolů, kde mám místo.

00:02:01.290 --> 00:02:08.635
Viděli jsme tu reakce vyžadující světlo,
napíšu "světelné reakce".

00:02:08.639 --> 00:02:19.770
Bylo v nich vytvořeno nějaké ATP a NADPH.

00:02:19.870 --> 00:02:27.150
Nyní vezmeme trochu oxidu uhličitého
z atmosféry.

00:02:27.160 --> 00:02:31.170
Vše půjde do tak zvaných 
"reakcí nezávislých na světle",

00:02:31.170 --> 00:02:33.710
protože "temnostní reakce" 
jsou zavádějící.

00:02:33.710 --> 00:02:47.250
Reakce nezávislé na světle, 
respektive Calvinův cyklus.

00:02:47.270 --> 00:02:50.110
O tom se budeme v tomto videu bavit.

00:02:50.110 --> 00:03:00.620
Jde to do Calvinova cyklu a z něj vychází
PGAL nebo G3P,

00:03:00.640 --> 00:03:03.440
mluvili jsme o tom v prvním videu.

00:03:03.440 --> 00:03:08.390
Toto je glyceraldehyd-3-fosfát,
toto je fosfoglyceraldehyd -

00:03:08.390 --> 00:03:12.440
je to úplně ta samá molekula, 
jen pod jinými názvy.

00:03:12.440 --> 00:03:15.970
Můžete si to představit 
jako tříuhlíkatý řetězec

00:03:15.970 --> 00:03:19.260
s fosfátovou skupinou.

00:03:19.260 --> 00:03:23.160
Potom to může být použito 
na výstavbu dalších sacharidů.

00:03:23.160 --> 00:03:25.880
Dáte tyto dvě molekuly dohromady 
a dostanete glukózu.

00:03:25.880 --> 00:03:31.740
Připomeňte si první fázi glykolýzy,
když jsme poprvé štěpili molekulu glukózy,

00:03:31.740 --> 00:03:34.490
skončili jsme s dvěma molekulami 
fosfoglyceraldehydu.

00:03:34.490 --> 00:03:36.990
Glukóza má šest uhlíků,
tato má tři.

00:03:36.990 --> 00:03:42.120
Pojďme si projít Calvinův cyklus
v trošku větším detailu.

00:03:42.120 --> 00:03:54.020
Řekněme, že z na světle závislých reakcí -
anebo začněme s šesti oxidy uhličitými.

00:03:54.020 --> 00:03:56.780
Toto jsou děje nezávislé 
na světelných reakcích.

00:03:56.780 --> 00:03:58.560
Ukážu vám, proč používám tato čísla.

00:03:58.560 --> 00:04:00.570
Nemusím používat přesně tato čísla.

00:04:00.570 --> 00:04:03.450
Začnu například s šesti molekulami 
oxidu uhličitého.

00:04:03.450 --> 00:04:06.820
Nemusím psát CO2, protože nás zajímá 
hlavně to, co se děje s uhlíkem.

00:04:06.820 --> 00:04:09.880
Můžeme to zapsat jako jeden uhlík, 
který má na sobě dva kyslíky,

00:04:09.880 --> 00:04:12.150
které můžu nakreslit,
ale nebudu je teď kreslit,

00:04:12.150 --> 00:04:15.100
protože vám chci ukázat,
co se stane s uhlíky.

00:04:15.100 --> 00:04:18.920
Možná bych to měl nakreslit žlutou,
abych vám ukázal jen ty uhlíky.

00:04:18.920 --> 00:04:21.370
Neukazuji vám tady kyslíky.

00:04:21.370 --> 00:04:31.450
Oxid uhličitý, těch 6 molekul CO2,
v podstatě reagují s -

00:04:31.450 --> 00:04:39.540
o této reakci budu mluvit za chvíli -
reagují s šesti molekulami -

00:04:39.540 --> 00:04:45.110
to vám teď bude připadat neznámé -
s šesti molekulami RuBP,

00:04:45.110 --> 00:04:52.020
což je zkratka pro ribulózu bisfosfát,
někdy též jako ribulóza-1,5-bisfosfát.

00:04:52.020 --> 00:04:57.660
Nazýváme ji tak proto, že je to
pětiuhlíkatá molekula.

00:04:57.660 --> 00:04:59.710
Tři, čtyři pět.

00:04:59.710 --> 00:05:02.840
Obsahuje fosfát na prvním a pátém uhlíku.

00:05:02.840 --> 00:05:05.830
Toto je tedy ribulóza bisfosfát.

00:05:05.830 --> 00:05:16.440
Někdy ribulóza-1,5-bisfosfát.

00:05:16.460 --> 00:05:20.730
Ve struktuře má dva fosfáty,
proto je to ribulóza-1,5-bisfosfát.

00:05:20.730 --> 00:05:24.940
Nóbl jméno, ale je to jenom 
pětiuhlíkatý řetězec se dvěma fosfáty.

00:05:24.950 --> 00:05:31.200
CO2 a RuBP spolu reagují -
a toto je zjednodušení -

00:05:31.200 --> 00:05:32.800
tyto dvě molekuly spolu reagují.

00:05:32.800 --> 00:05:36.100
Probíhá toho ještě mnohem více, 
ale chci, aby jste získali přehled.

00:05:36.100 --> 00:05:47.790
Vznikne dvanáct molekul PGALu, 
fosfoglyceraldehydu nebo G3P,

00:05:47.790 --> 00:05:53.340
glyceraldehyd 3-fosfát.

00:05:53.340 --> 00:06:01.000
Má tři uhlíky a fosfátovou skupinu.

00:06:01.000 --> 00:06:04.110
Jen abychom se ujistili, 
že nám sedí počet uhlíků,

00:06:04.110 --> 00:06:06.560
pojďme se zamyslet nad tím, 
co se stalo.

00:06:06.560 --> 00:06:08.780
Máme dvanáct molekul 
vystupujících z reakce,

00:06:08.780 --> 00:06:12.510
že to máme dvanáct krát tři,
to máme třicet šest uhlíků.

00:06:12.520 --> 00:06:14.510
Začali jsme s třiceti šesti uhlíky?

00:06:14.510 --> 00:06:16.440
Máme na začátku šest krát pět uhlíků.

00:06:16.440 --> 00:06:18.650
To je třicet plus šest dalších tady.

00:06:18.650 --> 00:06:20.590
Takže, ano, máme třicet šest uhlíků.

00:06:20.590 --> 00:06:25.260
Reagují jeden s druhým, 
aby vytvořili tento PGAL.

00:06:25.260 --> 00:06:28.690
Vazby nebo elektrony v RuBP molekule 
mají vyšší energii

00:06:28.690 --> 00:06:32.020
než elektrony v molekule oxidu uhličitého.

00:06:32.020 --> 00:06:35.410
Takže musíme doplnit energii, 
aby se tato reakce uskutečnila,

00:06:35.420 --> 00:06:37.480
to se nestane samovolně.

00:06:37.480 --> 00:06:44.170
Energii pro tuto reakci, pokud použijeme
stechiometrické koeficienty šest a šest,

00:06:44.170 --> 00:06:53.000
přijde od dvanácti molekul ATP – 
představte si dvě ATP na každý uhlík

00:06:53.000 --> 00:07:02.960
a každou ribulózu bisfosfát,
to vše s dvanácti NADPH.

00:07:02.990 --> 00:07:06.300
Nechci, abyste byli zmatení – 
je to velmi podobné s NADH, ale nechci,

00:07:06.300 --> 00:07:08.660
aby se vám to pletlo s tím, 
co se děje v dýchání.

00:07:08.660 --> 00:07:17.100
Cyklus tedy opustí dvanáct ADP 
a dvanáct fosfátových skupin.

00:07:17.100 --> 00:07:25.460
A pak ještě dvanáct NADP+.

00:07:25.460 --> 00:07:29.470
Důvod, proč je to zdrojem energie, je ten,
že elektrony v NADPH -

00:07:29.470 --> 00:07:31.830
nebo dalo by se říci vodík s
elektronem v NADPH -

00:07:31.830 --> 00:07:33.320
je na vyšší energetické úrovni.

00:07:33.320 --> 00:07:36.680
Jak snižuje svou energetickou úroveň,
pomáhá to pohánět tuto reakci.

00:07:36.690 --> 00:07:40.260
Samozřejmě ATP, když přijdou 
o své fosfátové skupiny,

00:07:40.260 --> 00:07:44.042
tyto elektrony mají velmi vysokou energii,
vstoupí na nižší energetickou úroveň,

00:07:44.042 --> 00:07:47.330
přičemž pomáhají pohánět reakci, 
pomáhají uvolnit energii do reakce.

00:07:47.330 --> 00:07:50.630
Pak máme dvanáct molekul PGAL.

00:07:50.630 --> 00:07:53.980
Teď důvod, proč se to 
jmenuje Calvinůn cyklus.

00:07:53.980 --> 00:07:55.680
Už jsme studovali Krebsův cyklus.

00:07:55.680 --> 00:07:58.140
Cykly molekuly recyklují.

00:07:58.140 --> 00:08:00.960
Důvod, proč je v názvu zahrnuté
slovo "cyklus", je ten,

00:08:00.960 --> 00:08:04.570
že používáme věci opakovaně, 
vlastně většinu z těchto molekul PGAL.

00:08:04.570 --> 00:08:12.660
Takže z dvanácti molekul PGAL 
použijeme deset z nich –

00:08:12.660 --> 00:08:15.400
Udělám to jinak.

00:08:15.400 --> 00:08:20.700
Budeme mít deset molekul PGAL,
deset fosfoglyceraldehydů.

00:08:20.700 --> 00:08:26.180
Deset molekul PGAL použijeme
na znovuvytvoření ribulózy bisfosfátu.

00:08:26.180 --> 00:08:27.440
A počty sedí.

00:08:27.440 --> 00:08:29.530
Protože máme deset tříhlíkatých molekul.

00:08:29.530 --> 00:08:30.910
To je třicet uhlíků.

00:08:30.910 --> 00:08:34.320
Pak tu máme šest pětiuhlíkatých molekul,
to je opět třicet uhlíků.

00:08:34.320 --> 00:08:36.580
Ale to, opět zopakuju, bude stát energii.

00:08:36.580 --> 00:08:41.520
Energii z šesti molekul ATP.

00:08:41.520 --> 00:08:46.250
Takže budete mít šest ATP, 
které ztratí fosfátovou skupinu.

00:08:46.260 --> 00:08:49.510
Elektrony nižší energetickou úroveň
a pohání tak reakci.

00:08:49.510 --> 00:08:54.660
Výsledkem bude šest ADP 
plus šest fosfátových skupin,

00:08:54.660 --> 00:08:56.000
které se uvolní.

00:08:56.000 --> 00:08:57.590
Vidíte tedy, že je to cyklus.

00:08:57.590 --> 00:09:01.240
Otázkou je, použil jsem všechny z nich,
ale co z toho dostanu?

00:09:01.250 --> 00:09:09.270
Použil jsem jen deset z dvanácti molekul,
takže mi zůstaly dvě molekuly PGAL.

00:09:09.280 --> 00:09:12.900
Ty pak mohou být použity – tady je zjevný
důvod pro použitou stechiometrii -

00:09:12.900 --> 00:09:16.190
šest a šest, takže tady dostanu dvanáct
a tady dva.

00:09:16.190 --> 00:09:22.890
Dvě molekuly PGAL mohou být
použity k výrobě glukózy,

00:09:22.900 --> 00:09:25.860
což je šestiuhlíkatá molekula.

00:09:25.860 --> 00:09:31.010
Je to vzorec, který jsme viděli dříve, 
C6H12O6.

00:09:31.010 --> 00:09:34.710
Ale je důležité mít na paměti, 
že nemusí vzniknout jen glukóza.

00:09:34.710 --> 00:09:38.240
Může jít pak pryč a vytvářet další 
sacharidy s delším uhlíkatým řetězcem,

00:09:38.240 --> 00:09:41.140
sacharidy a škroby - cokoli,
co má uhlíkatý řetězec.

00:09:41.140 --> 00:09:42.180
Tak a je to.

00:09:42.180 --> 00:09:43.430
Toto je temnostní reakce.

00:09:43.430 --> 00:09:48.200
Přijali jsme vedlejší produkty 
ze světelných reakcí,

00:09:48.200 --> 00:09:54.650
ATP a NADPH – a nějaké další ATP -
a využít je k fixaci oxidu uhličitého.

00:09:54.670 --> 00:09:56.700
Tomu se říká fixace uhlíku.

00:09:56.700 --> 00:10:01.960
Když vezmete uhlík v plynném skupenství 
a zabudujete ho do pevné struktury,

00:10:01.960 --> 00:10:03.890
nazývá se to fixace uhlíku.

00:10:03.890 --> 00:10:07.940
Prostřednictvím Calvinova cyklu
jsme byli schopni fixovat uhlík

00:10:07.940 --> 00:10:10.790
a energie pohánějící tento děj 
pochází z těchto molekul,

00:10:10.790 --> 00:10:12.940
které byly vytvořeny 
ve světelných reakcích.

00:10:12.940 --> 00:10:15.790
Říkáme tomu cyklus, protože generujeme
tyto molekuly PGAL,

00:10:15.790 --> 00:10:19.870
z nichž některé lze použít k produkci
glukózy nebo jiných sacharidů,

00:10:19.870 --> 00:10:24.550
zatímco většina z nich je použita
k recyklaci molekul ribulózy bisfosfátu,

00:10:24.550 --> 00:10:27.910
které opět reagují s oxidem uhličitým.

00:10:27.920 --> 00:10:30.970
Pak se tento cyklus opakuje znovu a znovu.

00:10:30.970 --> 00:10:33.300
Teď jsme si řekli, že se to 
neodehrává ve vakuu.

00:10:33.300 --> 00:10:39.480
Pokud chcete znát skutečné umístění,
vše se odehrává ve stroma,

00:10:39.510 --> 00:10:43.960
v tekutině uvnitř chloroplastu, 
ale mimo tylakoid.

00:10:43.960 --> 00:10:49.840
K reakcím nezávislým na světle
dochází ve stroma.

00:10:49.850 --> 00:10:54.640
Neděje se to pouze s ATP a NADPH.

00:10:54.640 --> 00:10:59.600
Ve skutečnosti je v tom enzym 
nebo bílkovina docela slušné velikosti,

00:10:59.600 --> 00:11:00.560
která to usnadňuje.

00:11:00.560 --> 00:11:05.890
To umožňuje oxidu uhličitému se v určitém
bodě vázat a ribulóze bisfosfát a ATP

00:11:05.900 --> 00:11:10.380
reagovat v určitých bodech, 
aby výchozí látky vůbec mohly reagovat.

00:11:10.380 --> 00:11:16.860
Tento enzym se někdy nazývá RuBisCO, 
řeknu vám, proč RuBisCO.

00:11:16.870 --> 00:11:19.000
Tak tohle je RuBisCO.

00:11:19.000 --> 00:11:23.690
Musím si dát pozor,
abych použil správně velká písmena.

00:11:23.690 --> 00:11:29.950
Ru - ribulóza, Bis - bisfosfát, 
CO - karboxyláza.

00:11:29.960 --> 00:11:31.040
Takhle vypadá.

00:11:31.040 --> 00:11:34.490
Tak to je docela velká bílkovina 
sloužící jako enzym.

00:11:34.490 --> 00:11:39.070
Představte si, že máte ribulózu bisfosfát,
která se v jednom bodě váže.

00:11:39.070 --> 00:11:43.350
Máte oxid uhličitý, který se váže jinde -
nevím, kde přesně k tomu dochází -

00:11:43.350 --> 00:11:46.660
ATP se váže v jiném místě,
následně reagují.

00:11:46.660 --> 00:11:53.710
To způsobí změny v konformaci proteinu,
aby ribulóza bisfosfát reagovala

00:11:53.710 --> 00:11:55.590
s oxidem uhličitým.

00:11:55.590 --> 00:11:57.460
NADPH může reagovat na jiných místech.

00:11:57.460 --> 00:12:01.040
Takhle začíná celý tento Calvinův cyklus.

00:12:01.040 --> 00:12:11.380
Říkal jsem vám tady, že molekula RuBP
je ribulóza-1,5-bisfosfát.

00:12:11.410 --> 00:12:18.310
Toto RuBisCO, to je zkratka pro 
ribulózu-1,5-bisfofátkarboxylázu.

00:12:18.310 --> 00:12:20.680
Nebudu to celé vypisovat, 
to si můžete vyhledat.

00:12:20.680 --> 00:12:25.570
Ale název vypovídá, že je to enzym, 
který se používá k reakci uhlíku

00:12:25.570 --> 00:12:28.040
s ribulózou-1,5-bisfosfátem.

00:12:28.040 --> 00:12:29.340
Pro teď jsme tedy skončili.

00:12:29.340 --> 00:12:30.750
Skončili jsme s fotosyntézou.

00:12:30.750 --> 00:12:37.720
Začali jsme s fotony a vodou, 
vyrobili ATP a NADPH,

00:12:37.720 --> 00:12:44.680
protože jsme měli excitované elektrony,
chemiosmóza vše poháněla,

00:12:44.680 --> 00:12:47.840
umožnila ATP syntáze vyprodukovat ATP.

00:12:47.840 --> 00:12:50.660
NADPH byl finální příjemce elektronů.

00:12:50.660 --> 00:12:54.630
Vše sloužilo jako palivo 
v Calvinově cyklu, v temnostní reakci.

00:12:54.630 --> 00:12:57.180
To pojmenování je nešťastné, 
mělo by to být nazýváno

00:12:57.180 --> 00:12:59.460
"reakce nezávislé na světle",
dějí se za světla.

00:12:59.460 --> 00:13:02.960
Berete palivo ze světelných reakcí,
nějaké molekuly oxidu uhličitého

00:13:02.960 --> 00:13:08.090
a můžete ho fixovat pomocí
enzymu RuBisCO v Calvinově cyklu.

00:13:08.100 --> 00:13:12.240
Výsledkem je fosfoglyceraldehyd, 
který by také mohl být nazván

00:13:12.240 --> 00:13:17.840
glyceraldehyd-3-fosfát, jež slouží
k tvorbě glukózy.

00:13:17.860 --> 00:13:21.400
Tu přijímáme v potravě 
a používáme k pohonu našeho těla.

00:13:21.400 --> 00:13:25.590
Jak jsme se dozvěděli v buněčném dýchání, 
může být převedena na ATP,

00:13:25.590 --> 00:13:27.550
když ho potřebujeme.